Poliwęglan monolityczny - charakterystyka techniczna, właściwości i zastosowanie materiału

W nowoczesnym budownictwie szeroko stosowane są przezroczyste materiały, często całkowicie kształtujące wygląd budynków. Wraz ze zwykłym szkłem powszechne są również właściwości monolitycznego poliwęglanu, których zastosowanie pozwala na tworzenie unikalnych konstrukcji budowlanych. Tworzywo to ma doskonałe właściwości techniczne, co czyni go niezbędnym do budowy konstrukcji do różnych celów.

Co to jest monolityczny poliwęglan?

Materiał ten został po raz pierwszy uzyskany pod koniec XIX wieku jako produkt uboczny w syntezie leków przeciwbólowych. Powstaje całkiem naturalne pytanie: czym jest monolityczny poliwęglan i jakie ma właściwości? Jest nierozpuszczalny w wodzie i wielu innych cieczach pod względem przezroczystości i może konkurować z wysokiej jakości szkłem krzemianowym.

Monolityczne parametry techniczne poliwęglanu, które są na najwyższym poziomie, należą do grupy tworzyw termoplastycznych. Najczęściej stosowane związki aromatyczne syntetyzowane z bisfenolu A. Z kolei substancję tę otrzymuje się przez kondensację stosunkowo niedrogich składników acetonu i fenolu. Ta okoliczność umożliwia jej szerokie zastosowanie w budownictwie i innych dziedzinach.

Monolityczny poliwęglan jest dostarczany konsumentowi w postaci arkusza o grubości od 1 do 12 mm w standardowym rozmiarze 205 × 305 mm. Na specjalne zamówienie możliwe jest wytwarzanie paneli o innych parametrach geometrycznych przy zachowaniu szerokości. Ograniczenie to wynika ze standardowych wymiarów wytłaczarki stosowanej do wytwarzania polimeru.

Produkcja przemysłowa monolitycznego poliwęglanu odbywa się zgodnie z TU 6-19-113-87. Zapewnia to materiałowi niezbędne właściwości w następujących parametrach: wytrzymałość na rozciąganie, udarność i odporność na niskie i wysokie temperatury. Obecnie asortyment poliwęglanów produkowanych w naszym kraju i za granicą obejmuje kilkadziesiąt pozycji.

Na tej liście znajdują się następujące gatunki tego materiału, różniące się niektórymi właściwościami i charakterystyką:

• PC-005 i PC-003 są polimerami o wysokiej lepkości, do niedawna PK-1.
• Termoplastyczny PC-007 o średniej lepkości zastąpił poliwęglany PK-2 i PK-LT-10.
• Materiał RS-010 o niskiej lepkości poprzednio oznaczony PK-LT-12 i PK-3.
• Panele termostabilizowane PK-LT-18-m pomalowane na czarno (do niedawna PK-4).
• PK-5 - materiał specjalnie opracowany do celów medycznych, stosowany jest wraz z importowanymi monolitycznymi poliwęglanami.
• PK-6 - arkusze do urządzeń optycznych i konstrukcji oświetleniowych.
• PK-LST-30 - materiał z wypełniaczem ze szkła krzemowego lub kwarcowego (dawne oznaczenie PK-LSV-30 i PK-NKS).
• PK-M-1 - panele o minimalnym współczynniku tarcia powierzchni.
• PK-M-2 - wysoka odporność na mikropęknięcia i doskonałe właściwości przeciwpożarowe. Obecnie nie ma analogów na świecie.
• PK-TS-16-OD - materiał należący do najwyższej kategorii pod względem odporności na otwarty płomień i wysokie temperatury. Panele są specjalnie zaprojektowane do konstrukcji o surowych wymaganiach w zakresie ochrony przeciwpożarowej.

Oprócz przezroczystych monolitycznych poliwęglanów przemysł oferuje panele konsumenckie o niskim stopniu przepuszczalności światła w różnych kolorach.

Stosunek monolitycznego poliwęglanu do temperatury

Wskaźniki odporności paneli polimerowych na warunki klimatyczne są określone przez odpowiednie normy rosyjskie i międzynarodowe. Monolityczny poliwęglan ma znaczną odporność na mróz, może być stosowany do produkcji konstrukcji zewnętrznych. Ten ostatni można stosować w temperaturach do - 50 ° C, pod warunkiem, że nie występują obciążenia mechaniczne, w temperaturze - 40 ° C materiał ten może wytrzymać nawet wstrząsy.

Odporność na ciepło większości gatunków poliwęglanów wynosi do + 120 ° C. W przypadku pojedynczych próbek liczba ta osiąga +150 ° C. Jak wszystkie materiały, gdy polimer jest podgrzewany, współczynnik rozszerzalności liniowej termicznej określa się za pomocą specjalnej techniki. W przypadku monolitycznego poliwęglanu jego wartość wynosi 6,5 × 10-5 m / ° C, co pozwala na stosowanie go do produkcji krytycznych konstrukcji zewnętrznych. Z powodzeniem działają w warunkach o znacznych różnicach temperatur.

Odporność chemiczna materiału

Monolityczny poliwęglan jest polimerem, który może skutecznie wytrzymać niszczące czynniki środowiskowe. Materiał jest obojętny w stosunku do wielu agresywnych mediów, a zdolność ta zależy od temperatury i stężenia substancji.

Panele są wysoce odporne chemicznie na następujące związki:

• Kwasy organiczne i nieorganiczne i roztwory ich soli.
• Reduktory i utleniacze różnych typów.
• Alkohole i syntetyczne detergenty.
• Organiczne tłuszcze, paliwa i smary.

Jednak niektóre związki chemiczne mogą reagować z polimerem, co prowadzi do stopniowego niszczenia paneli.

Dla wygody czytelnika informacje o odporności poliwęglanu na niektóre ciecze przedstawiono w formie tabeli:

Kwas octowy	+	Heksan	+
Sól	+	Nadtlenek wodoru, stężenie do 30%	+
Alkohol butylowy	+	Benzyna, olej napędowy i oleje mineralne	+
Alkohol etylowy	+	Amoniak	–
Kwas solny do 20%	+	Octan butylu	–
Propan	+	Alkohol dietylowy	–
Kwas borowy	+	Alkohol metylowy	–
Nadmanganian potasu, maks. conc. 10%	+	Roztwory alkaliczne	–
Znak „+” w tabeli wskazuje odporność materiału na długotrwałe narażenie na określoną substancję.

Wytrzymałość mechaniczna poliwęglanu ISO 527

Panele charakteryzują się zdolnością wytrzymywania szerokiej gamy obciążeń przez znaczny okres czasu. Certyfikacja poliwęglanu pod względem wytrzymałości mechanicznej odbywa się zgodnie z wymogami norm rosyjskich, amerykańskich i międzynarodowych.

Zalety tego materiału obejmują:

• Wytrzymałość polimeru na zginanie jest sprawdzana zgodnie z ISO 178 i wynosi 95 MPa, w zależności od gatunku.
• Moduł sprężystości w tym teście zawiera się w granicach 2600 MPa.
• Wytrzymałość blachy na rozciąganie podczas badania na rozerwanie zgodnie z ISO 527 - do 60 MPa.
• Moduł sprężystości przy takich obciążeniach wynosi do 2200 MPa przy względnym wydłużeniu próbki w niektórych przypadkach osiąga 100%.
• Lepkość monolitycznego poliwęglanu podczas badania metodą Charliego dla produktów z nacięciem o określonej głębokości nie przekracza 30 - 40 kJ / m².
• Podobny wskaźnik dla Izoda mieści się w zakresie od 600 do 800 J / m.

Arkusz poliwęglanowy jest bardzo odporny na uderzenia. Tak więc podczas testów bez wstępnego nacięcia materiału pozostał on nietknięty przy maksymalnych obciążeniach osiągalnych w laboratorium.Szczególnie trwałe panele są wykorzystywane do wytwarzania produktów ochronnych i środków zapewniających bezpieczeństwo obywatelom i organom ścigania.

Monolityczny poliwęglan, w przeciwieństwie do szkła, może zginać się w normalnych warunkach otoczenia. Wskazana właściwość materiału jest szeroko stosowana w produkcji różnego rodzaju zaokrąglonych struktur: zadaszeń, ogrodzeń i tym podobnych. Ta jakość charakteryzuje się ograniczającym promieniem gięcia, który zależy od grubości blachy.

Szczegółowe informacje na ten temat przedstawiono na wykresie:

Zależność maksymalnego możliwego promienia gięcia od grubości arkusza monolitycznego poliwęglanu.

Grubość blachy i ciężar właściwy

Przemysł oferuje szeroką gamę przezroczystych i nieprzezroczystych paneli w szerokiej gamie kolorów. Charakterystyka monolitycznego poliwęglanu, która pod wieloma względami jest wyjątkowa, ma gęstość 1200 kg / m3. Jest to znacznie niższy niż w przypadku szyb okiennych, które mają ponad dwukrotnie większy ciężar właściwy. Ta okoliczność umożliwia znaczne ułatwienie wielu konstrukcji budowlanych, pod warunkiem, że ich wytrzymałość mechaniczna zostanie utrzymana na odpowiednim poziomie.

Znajomość takiego wskaźnika, jak ciężar jednego metra kwadratowego monolitycznego poliwęglanu, jest niezbędna do określenia masy pokrycia dachowego podczas prac projektowych i budowlanych.

Wartość masy monolitycznego poliwęglanu będzie zależeć od grubości arkusza materiału:

Zależność ciężaru standardowego arkusza monolitycznego poliwęglanu o wymiarach 2050 x 3050 mm od jego grubości.

Odporność na promieniowanie UV

Monolityczne panele poliwęglanowe mają selektywną przepuszczalność światła. Aby osiągnąć ten efekt, na powierzchnię arkusza nakłada się powłokę ochronną przez wytłaczanie. Grubość tej warstwy jest wystarczająca do opóźnienia i absorpcji promieniowania z części ultrafioletowej widma, podczas gdy widzialne i miękkie światło podczerwone swobodnie przenika przez barierę. W zależności od marki płyty, z jednej lub obu stron nakładana jest powłoka ochronna.

Zastosowana technologia wytłaczania eliminuje możliwość rozwarstwienia od podstawy z powodu przenikania się materiałów. Inną technologią ochrony panelu przed narażeniem na promieniowanie UF jest zastosowanie specjalnych dodatków stabilizatorów w objętości tworzywa sztucznego. Ta metoda ochrony polimeru jest droższa, ale jej skuteczność jest znacznie wyższa.

Aby chronić monolityczny poliwęglan przed uszkodzeniem podczas przechowywania i transportu, jest on przyklejony folią z tworzywa sztucznego. Wskazuje markę panelu i stronę, na którą nakładana jest powłoka ochronna. Folia jest usuwana bezpośrednio podczas instalacji lub bezpośrednio po niej, w przeciwnym razie trudno będzie ją usunąć z powierzchni panelu.

Wydajność ogniowa

Poliwęglan pod wpływem otwartego ognia i po przekroczeniu określonej temperatury zaczyna się topić i zapala się. Po zakończeniu ekspozycji zewnętrznej proces ten samorzutnie zanika. Panele wykonane z materiału polimerowego mają następujące właściwości w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego:

• odporność na wysokie temperatury i otwarty płomień;
• podczas spalania tworzenie się dymu jest minimalne;
• produkty spalania nie są toksyczne;
• wskaźnik tlenowy materiału wynosi 28-30%.

Monolityczny poliwęglan należy do kategorii materiałów samogasnących. Pozwala to zaklasyfikować go do kategorii bezpieczeństwa pożarowego V-1 (B1) zgodnie z wymogami norm UL-94 i DIN 4102. Jednocześnie w procesie produkcji nie stosuje się środków zmniejszających palność i innych dodatków.

Żywotność

Monolityczne panele poliwęglanowe są wytwarzane z granulek przez wytłaczanie lub formowanie wtryskowe.

Żywotność tego materiału zależy od następujących czynników:

• jakość surowców i zgodność z technicznymi warunkami produkcji;
• poprawna instalacja;
• warunki klimatyczne i narażenie na niekorzystne czynniki środowiskowe.

Różni producenci deklarują warunki użytkowania materiału, a minimalna liczba przekracza 10 lat. Badania przeprowadzone w specjalistycznym laboratorium wykazały, że długotrwałe narażenie (ponad 2000 godzin) powoduje zmniejszenie przepuszczalności panelu o mniej niż 10%. Odpowiada to około 20-letniej eksploatacji poliwęglanu w pustynnych regionach Arizony lub Izraela.

Parametry środowiskowe

Jak wspomniano powyżej, monolityczny poliwęglan jest wytwarzany z surowego granulatu na specjalnych urządzeniach o zamkniętym cyklu technologicznym. Ta metoda produkcji paneli pozwala zminimalizować negatywny wpływ na środowisko. Sam materiał charakteryzuje się chemiczną bezwładnością i nie emituje żadnych szkodliwych i niebezpiecznych substancji dla ludzi i zwierząt.

Monolityczny poliwęglan zgodnie z jego właściwościami środowiskowymi jest zalecany do stosowania w pomieszczeniach. Panele specjalne są produkowane specjalnie do stosowania w medycynie i przemyśle farmaceutycznym. Pozwól na wykorzystanie tego materiału w budownictwie do wykonywania dekoracji zewnętrznych i wewnętrznych.

Przepuszczalność światła

Przemysł produkuje kilka rodzajów poliwęglanu o różnych wskaźnikach przepuszczalności światła słonecznego i sztucznego oświetlenia. Pod względem przepuszczalności światła przezroczyste panele mają następujące wskaźniki od 86 do 89%. W tym przypadku wprowadzenie specjalnych dodatków do materiału pozwala zmienić właściwości optyczne materiału i osiągnąć maksymalną absorpcję promieni ultrafioletowych widma.

Inne wskaźniki optyczne poliwęglanu charakteryzują stopień jego przezroczystości. Tak więc wskaźnik zażółcenia dla bezbarwnych próbek wynosi nie więcej niż jedną jednostkę, a stopień zmętnienia nie przekracza 0,5%. Panele wykonane z tego polimeru nie są w żaden sposób gorsze od szkła silikonowego, a oprócz innych zalet zachowują swoje właściwości przez cały cykl życia.

Izolacja termiczna

Monolityczny poliwęglan nie należy do kategorii materiałów zaprojektowanych w celu zmniejszenia strat energii przez osłony budynków. Jednak panele te mają niższą przewodność cieplną niż zwykłe szkło okienne. W przypadku poliwęglanu ta cecha ma wartość 0,2 W / mK, pomiary przeprowadzono zgodnie z metodą zatwierdzoną przez normę DIN 52612. Szkło okienne ma również dużą przewodność cieplną.

Należy pamiętać, że właściwości izolacyjne materiału rosną wraz ze wzrostem grubości. Tak więc, ceteris paribus, arkusz monolitycznego poliwęglanu o grubości 8 mm jest prawie o 20% bardziej skuteczny niż podobne szkło. Jeszcze większą różnicę obserwuje się przy instalowaniu dwóch lub więcej paneli ze szczeliną powietrzną między nimi. W ostatnich latach polimer ten jest coraz częściej stosowany w szkle zamiast szkła tradycyjnego.

Balkon jest oszklony monolitycznym poliwęglanem.

Dźwiękoszczelność

Monolityczny poliwęglan ma lepką wewnętrzną strukturę płyty i dzięki tej funkcji jest w stanie skutecznie pochłaniać dźwięki. Zgodnie z wynikami pomiaru poziom izolacji akustycznej dla płyt o grubości od 4 do 12 mm mieści się w zakresie od wartości minimalnej 18 dB i wartości maksymalnej 23 dB.

Monolityczny poliwęglan ma niższą gęstość niż szyby okienne, w wyniku czego jest w stanie znacznie tłumić fale dźwiękowe, szczególnie w zakresie niskich częstotliwości. Ta właściwość materiału pozwala na wykorzystanie go do produkcji i instalacji ekranów dźwiękochłonnych wzdłuż ruchliwych dróg.

Odporny na wilgoć

Monolityczny poliwęglan jest niehigroskopijny, innymi słowy polimer nie absorbuje wody. Ta właściwość umożliwia stosowanie w pomieszczeniach o wysokiej wilgotności w szklarniach, ogrodach, basenach i innych tego typu konstrukcjach.Aby zapobiec kondensacji na wewnętrznej powierzchni płyty podczas procesu produkcyjnego, można zastosować specjalną folię polimerową. Specjalne folie są oznaczone na folii ochronnej i są instalowane wewnątrz powłoki podczas instalacji.

Kolory paneli

Producenci monolitycznego poliwęglanu oferują swoim klientom, oprócz przeźroczystych arkuszy, również tych malowanych. W różnych firmach gama kolorów płyt może znacznie różnić się od produktów konkurencyjnych przedsiębiorstw.

Najczęstsze są następujące kolory płyt:

Kolorowanie paneli odbywa się poprzez wprowadzenie pigmentu do masy materiału bezpośrednio przed formowaniem. Technologia ta zapewnia wysoką jednolitość kolorów i znaczną trwałość. Kompozycja barwiąca jest równomiernie rozmieszczona w całym panelu, co zapobiega jej wypaleniu. Poszczególne firmy produkujące ten materiał oferują również inne niestandardowe rozwiązania kolorystyczne.

Nominacja i zakresy monolitycznego poliwęglanu

Przezroczyste i malowane panele z tworzywa sztucznego stają się coraz bardziej popularne wśród konsumentów i coraz częściej zastępują szkło krzemianowe i kwarcowe. Monolityczny poliwęglan, którego zastosowanie w budownictwie stale się rozwija, jest poszukiwany w innych branżach.

Główne obszary zastosowania przezroczystych i malowanych paneli są następujące:

W ostatnich latach zakres zastosowania monolitycznych paneli poliwęglanowych stale rośnie. Materiał ten jest również wykorzystywany w placówkach medycznych do instalowania skrzynek w sterylnych warunkach i do produkcji innego specjalnego sprzętu.

Złożoność konstrukcji montażowych wykonanych z monolitycznego poliwęglanu

Materiał ten jest prosty i wygodny w produkcji, formowaniu i mocowaniu części. Do pracy z monolitycznym poliwęglanem można stosować narzędzia ręczne lub elektryczne ze stalową powierzchnią tnącą. Ważne jest, aby piły tarczowe lub taśmowe miały właściwe ostrzenie. Do użytku profesjonalnego zaleca się stosowanie narzędzi z węglików spiekanych lub węglików z chłodzeniem miejsca cięcia lub wiercenia sprężonym powietrzem.

W produkcji konstrukcji z monolitycznego poliwęglanu dozwolone są następujące metody przetwarzania materiału:

• Frezowanie
• Cięcie piłą tarczową, piłą taśmową lub nożyczkami.
• Wiercenie lub wykrawanie otworów za pomocą specjalnego urządzenia.
• Laserowe cięcie materiału.

Monolityczne płyty poliwęglanowe mogą być formowane na zimno i na gorąco. W takim przypadku minimalny dopuszczalny promień gięcia powinien wynosić 150 razy grubość panelu. Zaokrąglanie arkuszy należy wykonywać wyłącznie wzdłuż linii wytłaczania. Prawidłowy kierunek gięcia musi być wskazany na folii ochronnej, która jest usuwana podczas instalacji.

Mocowanie arkuszy do konstrukcji budowlanych można wykonać za pomocą wkrętów samogwintujących z podkładką dociskową i uszczelkami polimerowymi lub gumowymi.Oddzielne panele są połączone za pomocą specjalnych rozpuszczalników, spawania i innych metod. Prawidłowa instalacja monolitycznego poliwęglanu zapewnia możliwość jego zastosowania przez cały cykl życia.